列举三种植物传播种子的方式 |
种特质和中间关系概述
自然界的生物,极少以孤立的个体形式长期存在,而是以种的形式生存。对植物而言,所谓种(population),就是在一定空间中同种个体的集合,即同一种内的个体之间能够自由授粉、繁殖。譬如,某山地的茶树种,某水域的莲花种、某农田的玉米种,等等。
一、种的基本特征
种,并不是个体的简单总和,而是客观的生物学的基本单位,是一个具有自身独立的特征、结构与机能的整体。通常,自然种具有三个基本特征:一是空间特征——即种具有一定的分布区域;二是数量特征——即种在单位面积或体积中的个体数量;三是遗传特征——就是种具有一定的基因组成,遗传的多样性增强了种对环境条件的适应力。研究种的空间分布与数量变化,是种生态学(population ecology)的主要任务。
(一)种的分布格局
植物种的空间分布,主要表现在如下三个方面:
1.随机分布(random distribution) 是指种中的每一个体在种领域中各处出现的几率是均等的,而且每一个体的存在并不影响其它个体的分布。事实上,随机分布并不多见。只有环境因子对多种植物的作用无太大差别时,或者某一主导因子成随机分布时,才会引起种的随机分布;或者在生态条件比较一致的环境中,才会出现随机分布,如生长在潮汐带的植物。此外,用种子繁殖的植物,初次入侵某一地区时,常呈随机分布。
2.均匀分布(regular distribution) 或称规则分布。系指种内每一个体近乎等距离分布。当植物占有的空间超过所需的空间时,则在分布过程中所受的障碍也就很小,从而导致均匀分布 。在自然情况下,这种类型的分布极少出现。但是,由于以下原因,常会引起植物的均匀分布:一是病虫害、种间竞争时、优势种成均匀分时,其伴生种则呈均匀分布;二是地形、坡向、土壤水分状况的均匀分布时,也使植物种呈均匀分布;三是人工干预的种,如人工林、栽培作物,多为均匀分布。
3.聚分布(aggregated distribution) 在大多数的生态环境中,种常常呈聚分布。这种方式的分布,可由多种因素引起:一是在风、水的作用下,植物的繁殖体被运送到同一区域,于是形成下一代个体的聚生长;二是繁殖体虽然随机扩散,但是只能在某一特定的条件下才能定居,比如需水的种子只有落在湿润的土壤上才能萌发生长;三是新形成繁殖体的传播距母体较近,也能形成聚分布;四是有些植物通过地
下(如芦苇)或地上(如草莓)匍匐茎的无性繁殖所形成的众多个体;五是动物的过度取食(如草场的过度放牧),导致许多植物被限制在不受草食动物啃食的区域;六是人类的经济活动,如农业生产的团块播种,等等。植物的聚分布,既有利于繁殖,又有利于种的遗传变异。然而,会增加种内的竞争。
(二)种的数量与增长
种的数量,是指在一定面积或容积中某种植物的个体总数。一个种的个体数目多少,也叫种大小(population size);如果用单位面积内的个体数目来表示种大小,则叫种密度(population density)。种数量,不是恒定不变的,而是处于不断地动态变化中,这取决于个体的出生率与死亡率。单位时间内出生率与死亡率之差叫增长率(growth rate)。当两者之差为正数时,表明种处于发展上升时期,数字越大则发展潜势越强;反之,为负数时,表明种处于行将衰亡时期,数字越大则此种很快解体,不复存在。
(三)年龄结构
在绝大多数的植物种,其个体具有不同的年龄阶段,把处于各个年龄段的个体数目占种个体总数的比例叫年龄结构(age ratio),常用百分数(%)表示。年龄结构,能够真实地反映出种的发展趋势,因而是研究种动态的一个重要指标。
在研究中,常用年龄金字塔(age pyramid)形式来表示种中植物所处的年龄结构,即将种中各个年龄段的个体从小到大用图形表示出来。作图时,将植物的年龄阶段分为三个时期:繁殖前期(幼龄阶段),放在金字塔的底部;繁殖期(长成阶段),放在金字塔的中部;繁殖后期(行将枯死阶段),放在金字塔的顶部。依据典型的图形,基本上可将种划分为三种类型:
1. 增长型种(iecreasing population) 该种以幼年(繁殖前期阶段)个体数占有最大的比例,而老年(繁殖后期阶段)个体数最少;幼年个体与中年(繁殖旺盛阶段)个体,除了补充枯死的老年个体之外还有剩余。所以,这种类型种的数量呈上升趋势。其金字塔图形呈等腰三角形(底大顶小)。
2. 稳定型种(stable population) 此种中各个年龄阶段的个体数大致呈均匀态分布,即每个年龄段的个体大体上以等量进入下一阶段 。所以,种的大小趋于稳定。其金字塔图形呈子弹形(上中下三部分近似)。
3. 衰退型种(declining population) 与增长型种相反,这类种中处于老年阶段的个体数量多,而幼年阶段的个体数量少,即大多数个体的生殖力明显降低。所以,种数量趋于减少。其金字塔图形呈粮仓形(底窄顶阔)。
需要指出的是,在利用年龄结构分析种的发展趋势时,还应考虑到环境因子对种的影响。这是因为,有时幼苗的数量并不能完全说明种的发展趋势。譬如,在亚热带,松—栎针阔混交林中,松树的幼苗常比栎树的幼苗多。但是,由于栎树的耐阴性比松树强,所以在郁闭的林下,不利于喜阳的松树幼苗生长,而有利于栎树幼苗生长。尽管松树幼苗数量多,但最终还是被栎树取代。
(四)种的遗传与进化
其实, 植物所具有的表现型特征(包括形态特征与生理特征),最终都是由植物的基因型所控制(内因),同时也受外界环境条件的影响(外因)。任何一个种,每一个体基因型的相对稳定性是种繁殖的基础。但是,每一个体的基因型并非完全相同,因而它们的表现型在很多情况下常有差异。种内在的生存差异与繁殖差异(即变异),使得那些更能适应环境的个体产生更多的后代,必然使种更加适应生态环境。当环境条件随着时间推移而发生变化时,优良的基因型就能很好地适应新的环境。而且,在自然选择中,种的遗传组成将发生变异,进而产生适应性更强的表现型。把物种或种的遗传组成随着时间而发生变化的过程叫进化(evolution)。应该说,物种的进化在时间上是个极为漫长的过程。
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